【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车载通信，尤其涉及一种适用于轨道交通的车载多模通信系统和方法。
技术介绍
1、铁路列车运行控制系统(简称列控系统)是实现列车运行自动监控的系统，用于保障列车高速运营安全、提高运营效率。列控系统包括地面设备、车载设备、信号数据传输网络、车地信息传输设备。
2、其中，地面设备可以提供线路参数、目标距离和进路状态；
3、车载设备可以动态生成目标距离控制模式曲线，并通过驾驶室内的人机界面为司机提供目标速度、当前速度、最高允许速度、距前方停车点距离等信息，满足列车高速运行所需的控车要求；
4、信号数据传输网络用于实现地面设备间的数据信息交互；
5、车地信息传输设备属于我们通常所说的铁路移动通信系统，主要完成地面设备和车载设备的信息交互。
6、现有高速铁路的ctcs-3级列控系统的车地信息传输网络主要使用gsm-r制式的移动通信网络。随着铁路出行需求的快速增长，铁路运营里程不断增加、列车运营速度逐渐提升、列车追踪密度越来越大，中心枢纽车站的接发车数据量越来越多，既有车地信息传输系统的传输带宽、速率、时延逐渐无法满足列控系统的需求。铁路移动通信系统已准备开始向下一代铁路移动通信系统演进，届时系统具有大带宽、低时延、多制式、一体化等特点。
7、在现有通信技术中，列车安装有gsm-r车载电台，尚没有正式列装5g-r车载电台和400mhz车载电台。在铁路移动通信系统演进与过渡过程中，将出现gsm-r网络、5g-r网络、400mhz网络等并存的情形。由于车地无线通信
8、针对铁路移动通信系统的车载多模通信系统，国内尚无完全匹配的研究方案可供对比。结合车载无线通信系统现状及未来发展趋势，重点描述当前车载无线通信系统存在的主要问题：
9、1.由于铁路移动通信通信系统迭代周期长，一般需要10年或者更久，列车将长期需要配备多个制式的车载无线通信设备。
10、2.由于不同制式的接口种类和协议不统一，车载atp设备同时与多个制式的车载无线通信设备对接难度大。
11、3.由于多个制式车载无线通信设备并存，使车载设备部署、维护和管理难度加大。
12、因此，有必要提供一种新的适用于轨道交通的车载多模通信系统和方法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种适用于轨道交通的车载多模通信系统和方法。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，包括：
4、多制式车载模块，用于接入不同类型的网络以形成不同的传输通道，从而实现车载atp设备与地面rbc设备之间的数据传输；
5、多模控制模块，用于基于动态ahp算法实现车载atp设备在所述多制式车载模块中的多个传输通道之间切换控制，以实现车载atp设备和所述多制式车载模块进行数据传输。
6、作为本专利技术的进一步优化方案，所述多制式车载模块包括gsm-r车载模块、5g-r车载模块和400mhz车载模块。
7、作为本专利技术的进一步优化方案，所述不同类型的网络包括gsm-r网络、5g-r网络和400mhz网络。
8、作为本专利技术的进一步优化方案，所述多模控制模块与所述gsm-r车载模块通过db26串口连接并采用串口协议传输数据；所述5g-r车载模块和所述400mhz车载模块均与所述多模控制模块通过以太网口连接并采用以太网协议传输数据。
9、一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，还包括：
10、电源模块，用于电压转换；
11、日志记录模块，用于记录所述车载多模通信系统的硬件模块温度数据，软件启动和运行状态数据，发送和接收的原始数据，系统故障告警信息数据；
12、接口监测模块，用于记录不同类型的网络的空口收发数据并进行智能数据分析，形成分析结论，协助无线网络超时故障问题的分析和定位。
13、作为本专利技术的进一步优化方案，车载多模通信系统采用单板卡集成多模块的一体式部署方式或多模块多板卡的分立式部署方式。
14、作为本专利技术的进一步优化方案，车载多模通信系统中各模块之间通过背板接口或前面板接口进行通信。
15、作为本专利技术的进一步优化方案，所述多模控制模块基于动态ahp算法实现车载atp设备在所述多制式车载模块中的多个传输通道之间切换控制的具体过程如下：
16、构建问题分析模型，所述问题分析模型包括目标层、准则层和方案层；
17、构建准则层权重函数，基于所述准则层权重函数得到准则层权重函数表；
18、根据所述准则层权重函数表以及实际的准则层参数，构造实时的比较矩阵；
19、将所述实时的比较矩阵进行归一化处理并计算平均值，得到准则层权重；
20、基于所述准则层构建方案层的比较矩阵；
21、计算所述方案层对所述方案层的比较矩阵的权重；
22、基于所述准则层权重和所述方案层对所述方案层的比较矩阵的权重，综合计算出每种通信制式的最终得分，选择最终得分最高的通信制式；
23、所述多模控制模块基于得分最高的通信制式控制切换至相对应的传输通道。
24、作为本专利技术的进一步优化方案，构建问题分析模型，所述问题分析模型包括目标层、准则层和方案层，具体过程如下：
25、基于目标层、准则层、方案层构建通信制式选择的问题分析模型；
26、所述准则层包括注网状态、信号强度、列车速度、传输速率和业务评估，所述注网状态、信号强度、列车速度、传输速率和业务评估分别用a1、a2、a3、a4、a5表示；
27、所述方案层包括多个通信制式，具体包括gsm-r传输、5g-r传输和400mhz传输，分别用b1、b2、b3表示。
28、作为本专利技术的进一步优化方案，基于所述准则层的各元素取值的连续性构建准则层权重函数。
29、作为本专利技术的进一步优化方案，将所述实时的比较矩阵进行归一化处理并计算平均值，得到准则层权重，具体过程如下：
30、将所述实时的比较矩阵的按照每列的值的和为1进行归一化处理，并计算平均值，所述平均值即为a1、a2、a3、a4、a5的权重。
31、作为本专利技术的进一步优化方案，基于所述准则层构建方案层的比较矩阵，具体过程如下：
32、分别基于所述准则层的a1、a2、a3、a4、a5，对所述方案层的b1、b2、b3构建方案层的比较矩阵，得到五个3×3的矩阵，分别用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多制式车载模块包括GSM-R车载模块、5G-R车载模块和400MHz车载模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述不同类型的网络包括GSM-R网络、5G-R网络和400MHz网络。
4.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多模控制模块与所述GSM-R车载模块通过DB26串口连接并采用串口协议传输数据；所述5G-R车载模块和所述400MHz车载模块均与所述多模控制模块通过以太网口连接并采用以太网协议传输数据。
5.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，车载多模通信系统采用单板卡集成多模块的一体式部署方式或多模块多板卡的分立式部署方式。
7.根据权利要求5所述的一种适用于轨道交
8.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多模控制模块基于动态AHP算法实现车载ATP设备在所述多制式车载模块中的多个传输通道之间切换控制的具体过程如下：
9.根据权利要求8所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，构建问题分析模型，所述问题分析模型包括目标层、准则层和方案层，具体过程如下：
10.根据权利要求9所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，基于所述准则层的各元素取值的连续性构建准则层权重函数。
11.根据权利要求10所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，将所述实时的比较矩阵进行归一化处理并计算平均值，得到准则层权重，具体过程如下：
12.根据权利要求11所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，基于所述准则层构建方案层的比较矩阵，具体过程如下：
13.根据权利要求12所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，计算所述方案层对所述方案层的比较矩阵的权重，具体过程如下：
14.根据权利要求13所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，基于所述准则层权重和所述方案层对所述方案层的比较矩阵的权重，综合计算出每种通信制式的最终得分，选择最终得分最高的通信制式，具体过程如下：
15.一种适用于轨道交通的车载多模通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多制式车载模块包括gsm-r车载模块、5g-r车载模块和400mhz车载模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述不同类型的网络包括gsm-r网络、5g-r网络和400mhz网络。
4.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多模控制模块与所述gsm-r车载模块通过db26串口连接并采用串口协议传输数据；所述5g-r车载模块和所述400mhz车载模块均与所述多模控制模块通过以太网口连接并采用以太网协议传输数据。
5.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，车载多模通信系统采用单板卡集成多模块的一体式部署方式或多模块多板卡的分立式部署方式。
7.根据权利要求5所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，车载多模通信系统中各模块之间通过背板接口或前面板接口进行通信。
8.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的车载多模通信系统，其特征在于，所述多模控...
【专利技术属性】
技术研发人员：王啸阳，冯磊，庞萌萌，冯迎辰，周宇晖，姜永富，赵波，杨姝，李雪，张驰，高尚勇，刘畅，张羽白，王霄，刘洪强，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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